KR101552179B1 - 무단변속기 - Google Patents

무단변속기 Download PDF

Info

Publication number
KR101552179B1
KR101552179B1 KR1020140122609A KR20140122609A KR101552179B1 KR 101552179 B1 KR101552179 B1 KR 101552179B1 KR 1020140122609 A KR1020140122609 A KR 1020140122609A KR 20140122609 A KR20140122609 A KR 20140122609A KR 101552179 B1 KR101552179 B1 KR 101552179B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
side ring
shaft
ring friction
driving
driven
Prior art date
Application number
KR1020140122609A
Other languages
English (en)
Inventor
유혁
정태진
안성철
Original Assignee
(주)엠비아이
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)엠비아이 filed Critical (주)엠비아이
Priority to KR1020140122609A priority Critical patent/KR101552179B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101552179B1 publication Critical patent/KR101552179B1/ko

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H15/00Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by friction between rotary members
    • F16H15/02Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by friction between rotary members without members having orbital motion
    • F16H15/04Gearings providing a continuous range of gear ratios
    • F16H15/06Gearings providing a continuous range of gear ratios in which a member A of uniform effective diameter mounted on a shaft may co-operate with different parts of a member B
    • F16H15/16Gearings providing a continuous range of gear ratios in which a member A of uniform effective diameter mounted on a shaft may co-operate with different parts of a member B in which the member B has a conical friction surface
    • F16H15/18Gearings providing a continuous range of gear ratios in which a member A of uniform effective diameter mounted on a shaft may co-operate with different parts of a member B in which the member B has a conical friction surface externally
    • F16H15/22Gearings providing a continuous range of gear ratios in which a member A of uniform effective diameter mounted on a shaft may co-operate with different parts of a member B in which the member B has a conical friction surface externally the axes of the members being parallel or approximately parallel
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H7/00Gearings for conveying rotary motion by endless flexible members
    • F16H7/08Means for varying tension of belts, ropes, or chains
    • F16H2007/0802Actuators for final output members
    • F16H2007/0804Leaf springs
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H57/00General details of gearing
    • F16H57/02Gearboxes; Mounting gearing therein
    • F16H57/021Shaft support structures, e.g. partition walls, bearing eyes, casing walls or covers with bearings
    • F16H57/022Adjustment of gear shafts or bearings
    • F16H2057/0221Axial adjustment

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Friction Gearing (AREA)

Abstract

본 발명은 무단변속기에 관한 것으로서, 특히, 원추 마찰차를 통해 부드럽게 무단 변속을 실시하며, 변속을 실시하는 원추 마찰차에 축방향을 기준으로 종동측 마찰 접촉 위치가 고정된 상태에서 구동측 마찰 접촉 위치를 가변 시키는 것만으로 무단 변속이 이루어지도록 하여 보다 간단한 구조로 미끄러짐 없이 무단 변속을 구현하기 위한 장치에 관한 것으로서, 차체에 고정되는 샤프트(100)와; 원주면 방사상에 다수의 가이드홈(211)이 형성된 드라이버(210)를 포함하며, 상기 샤프트(100)에 독립적으로 회전 가능하게 지지되어 회전력을 입력받는 구동부(200)와; 최외곽에 위치하는 허브쉘(310)을 포함하며, 상기 샤프트(100)에 독립적으로 회전 가능하게 지지되어 회전력을 출력시키는 종동부(300)와; 구동측 마찰면(411) 및 종동측 마찰면(412)이 형성되어 상기 샤프트(100)에 고정된 캐리어(440)에 회전 가능하게 지지되되 상기 구동측 마찰면(411)의 최외곽 모선이 상기 샤프트(100)와 평행하도록 경사지게 위치하는 원추 마찰차(410)와, 상기 가이드홈(211)에 안내되어 축방향으로 유동 가능한 동시에 상기 드라이버(210)와 일체로 회전하여 상기 원추 마찰차(410)의 구동측 마찰면(411)에 마찰 접촉하는 구동측 링 마찰차(420)와, 상기 원추 마찰차(410)의 종동측 마찰면(412)에 마찰 접촉하여 상기 종동부(300)에 변속된 회전력을 전달하는 종동측 링 마찰차(430)로 이루어진 변속부(400)와; 변속 조작에 따라 상기 샤프트(100)에 대한 상기 구동측 링 마찰차(420)의 축방향 위치를 변경시키는 제어부(500)로 구성되어, 회전력을 입력하는 구동측 링 마찰차의 위치를 가변시켜 변속을 실시하므로 기존에 비해 보다 적은 구성요소로 간단하게 무단변속을 실시할 수 있음으로써 제조 단가를 줄여 생산성을 향상시키는 한편, 구성요소 상호 간의 마찰력을 크게 향상시켜 미끄러짐 없이 무단 변속을 구현함으로써 제품의 경쟁력을 극대화시킬 수 있도록 하는 것이다.

Description

무단변속기{Continuously variable transmission}
본 발명은 무단변속기에 관한 것으로서 특히, 원추 마찰차를 통해 부드럽게 무단 변속을 실시하며, 변속을 실시하는 원추 마찰차에 축방향을 기준으로 종동측 마찰 접촉 직경이 고정된 상태에서 구동측 마찰 접촉 직경을 가변 시키는 것만으로 무단 변속이 이루어지도록 하여 보다 간단한 구조로 미끄러짐 없이 무단 변속을 구현하기 위한 장치로써, 회전력을 입력하는 구동측 링 마찰차의 위치를 가변시켜 변속을 실시하므로 기존에 비해 보다 적은 구성요소로 간단하게 무단변속을 실시할 수 있음으로써 제조 단가를 줄여 생산성을 향상시키는 한편, 구성요소 상호 간의 마찰력을 크게 향상시켜 미끄러짐 없이 무단 변속을 구현함으로써 제품의 경쟁력을 극대화시킬 수 있는 장치에 관한 것이다.
일반적으로 전반적인 산업기기의 운전성능을 향상시키거나, 차륜이 마련되어져 인력을 전달받거나 혹은 전동력 등의 각종 구동력을 이용하여 주행하는 자전거, 휠체어, 자동차, 스쿠터, 오토바이, 선박 등의 운송장치에는 주행성능을 향상시키기 위한 변속기가 마련된다.
이러한 변속기는 탑승자 혹은 사용자의 조작에 따라 고속으로부터 저속에 이르기까지 다단으로 변속을 실시하여, 주행 환경에 따라 요구되는 토크 또는 속도를 얻을 수 있는 것이다.
최근에는 태양기어, 유성기어, 링기어, 그리고 캐리어로 이루어진 유성기어세트를 허브쉘 내에 마련하여 다단으로 속도를 변속하는 동시에 기어가 외부로 노출되는 것 또한 방지하고 있는 실정이다.
그러나, 유성기어세트를 이용하는 변속기는 복잡한 구조에 비해 변속단의 수가 적고, 특히, 부하 구동 주행 상태에서 변속 조작 시 구동부하에 의해 강하게 구속되어진 폴의 제어가 원활하지 않아 변속이 부드럽게 이루어지지 않고 있다는 기술상의 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 가지고 있는 유성기어세트를 이용한 변속기의 대안으로 무단변속기가 개발되고 있는데, 무단변속기(Continuously variable transmission; CVT)는 미리 설정된 변속단에 구애받지 않고 변속비를 연속적으로 자유롭게 변경할 수 있는 변속기를 가리킨다.
그러나 무단변속기라 할지라도 기존의 기어형 변속기에 비해 부피가 크며 구조가 복잡하여 제조 단가가 높고, 특히 마찰력을 기반으로 회전력을 변속시켜 출력해야 하기 때문에 큰 하중이 작용할 경우 내구성이 떨어지며, 무엇보다도 구성요소 상호 간의 미끄러짐에 의한 동력 손실이 발생하기 쉽다는 기술상의 문제점이 있었다.
이러한 문제점의 대안으로 본 출원인은 국내 등록특허공보 제1393553호에 개시된 무단변속기를 개발하였으나, 이 보다도 더 간단하고 미끄러짐 없는 구조의 무단변속기에 대한 사용자의 요구가 계속되고 있는 실정이다.
국내 등록특허공보 제1393553호
본 발명은 상기의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 회전력을 입력하는 구동측 링 마찰차의 위치를 가변시켜 변속을 실시하므로 기존에 비해 보다 적은 구성요소로 간단하게 무단변속을 실시할 수 있음으로써 제조 단가를 줄여 생산성을 향상시키는 한편, 구성요소 상호 간의 마찰력을 크게 향상시켜 미끄러짐 없이 무단 변속을 구현함으로써 제품의 경쟁력을 극대화시킬 수 있도록 하는 무단변속기를 제공하고자 한다.
이러한 본 발명은 차체에 고정되는 샤프트와; 원주면 방사상에 다수의 가이드홈이 형성된 드라이버를 포함하며, 상기 샤프트에 독립적으로 회전 가능하게 지지되어 회전력을 입력받는 구동부와; 최외곽에 위치하는 허브쉘을 포함하며, 상기 샤프트에 독립적으로 회전 가능하게 지지되어 회전력을 출력시키는 종동부와; 구동측 마찰면 및 종동측 마찰면이 형성되어 상기 샤프트에 고정된 캐리어에 회전 가능하게 지지되되 상기 구동측 마찰면의 최외곽 모선이 상기 샤프트와 평행하도록 경사지게 위치하는 원추 마찰차와, 상기 가이드홈에 안내되어 축방향으로 유동 가능한 동시에 상기 드라이버와 일체로 회전하여 상기 원추 마찰차의 구동측 마찰면에 마찰 접촉하는 구동측 링 마찰차와, 상기 원추 마찰차의 종동측 마찰면에 마찰 접촉하여 상기 종동부에 변속된 회전력을 전달하는 종동측 링 마찰차로 이루어진 변속부와; 변속 조작에 따라 상기 샤프트에 대한 상기 구동측 링 마찰차의 축방향 위치를 변경시키는 제어부로 구성함으로써 달성된다.
이때, 상기 구동측 링 마찰차는 축방향에 마련된 베어링을 매개로 상기 제어부에 회전 가능하게 지지되며, 원주면 방사상에 다수 마련된 가이드 베어링이 상기 가이드홈 내에 위치하여 축방향으로 안내되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 변속부의 종동측 링 마찰차와 상기 종동부의 허브쉘 사이에는 클러치 몸체를 사이에 두고 축방향 일방향 클러치 및 반경방향 일방향 클러치가 마련되되, 상기 축방향 일방향 클러치는 상기 클러치 몸체를 기준으로 상기 종동측 링 마찰차가 이격되도록 힘을 가하여, 상기 종동측 링 마찰차와 상기 원추 마찰차 상호 간의 마찰력을 증대시키는 것이 좋다.
그리고, 상기 클러치 몸체와 상기 종동측 링 마찰차 사이에는 탄성 지지부재가 마련되는 것이 양호하다.
여기에서, 상기 제어부는, 변속 조작에 따라 상기 샤프트의 내부에서 축방향으로 이동하는 제어축과; 상기 제어축에 연결되어 일체로 이동 가능하되 상기 구동측 링 마찰차를 회전 가능하게 지지하는 제어 몸체를 포함하는 것이 바람직할 것이다.
이상과 같은 본 발명은 회전력을 입력하는 구동측 링 마찰차의 위치를 가변시켜 변속을 실시하므로 기존에 비해 보다 적은 구성요소로 간단하게 무단변속을 실시할 수 있음으로써 제조 단가를 줄여 생산성을 향상시키는 한편, 구성요소 상호 간의 마찰력을 크게 향상시켜 미끄러짐 없이 무단 변속을 구현함으로써 제품의 경쟁력을 극대화시킬 수 있는 발명인 것이다.
도 1은 본 발명의 무단변속기를 도시하는 사시도,
도 2는 본 발명의 무단변속기에 있어서 가이드홈의 단면을 도시하는 정단면도,
도 3은 본 발명의 무단변속기에 있어서 원추 마찰차의 단면을 도시하는 정단면도,
도 4는 본 발명의 무단변속기에 있어서 허브쉘을 분해한 분해사시도,
도 5는 본 발명의 무단변속기에 있어서 드라이버를 분해한 분해사시도,
도 6은 도 5에 있어서 A부분의 확대도,
도 7은 본 발명의 무단변속기에 있어서 종동부를 분해한 분해사시도,
도 8은 본 발명의 무단변속기에 있어서 제어부를 분해한 분해사시도,
도 9는 본 발명의 무단변속기에 있어서 가속 상태의 요부 확대 단면도,
도 10은 본 발명의 무단변속기에 있어서 중속 상태의 요부 확대 단면도,
도 11은 본 발명의 무단변속기에 있어서 감속 상태의 요부 확대 단면도.
도 1은 본 발명의 무단변속기를 도시하는 사시도이며, 도 2는 본 발명의 무단변속기에 있어서 가이드홈의 단면을 도시하는 정단면도이고, 도 3은 본 발명의 무단변속기에 있어서 원추 마찰차의 단면을 도시하는 정단면도이다.
또한, 도 4는 본 발명의 무단변속기에 있어서 허브쉘을 분해한 분해사시도이며, 도 5는 본 발명의 무단변속기에 있어서 드라이버를 분해한 분해사시도이고, 도 6은 도 5에 있어서 A부분의 확대도이다.
그리고, 도 7은 본 발명의 무단변속기에 있어서 종동부를 분해한 분해사시도이며, 도 8은 본 발명의 무단변속기에 있어서 제어부를 분해한 분해사시도이다.
마지막으로, 도 9는 본 발명의 무단변속기에 있어서 가속 상태의 요부 확대 단면도이며, 도 10은 본 발명의 무단변속기에 있어서 중속 상태의 요부 확대 단면도이고, 도 11은 본 발명의 무단변속기에 있어서 감속 상태의 요부 확대 단면도이다.
본 발명의 상세한 설명에 앞서 이하에서 언급할 축방향, 반경방향, 원주방향은 기본적으로 샤프트(100)를 기준으로 한 것으로, 축방향이란 상기 샤프트(100)와 나란한 방향을 의미하며, 반경방향 및 원주방향은 각각 상기 샤프트(100)를 중심으로하는 반경방향 및 원주방향을 의미하는 것이다.
본 발명의 무단변속기는 도 1 내지 도 11에 도시된 바와 같이, 원추 마찰차(410)에 축방향을 기준으로 종동측 마찰 접촉 직경이 고정된 상태에서 구동측 마찰 접촉 직경을 가변 시키는 것만으로 무단 변속이 이루어지도록 하여 보다 간단한 구조로 미끄러짐 없이 무단 변속을 구현하는 것을 그 기술상의 기본 특징으로 한다.
본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 무단변속기는 도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 차체에 고정되는 샤프트(100)와; 원주면 방사상에 다수의 가이드홈(211)이 형성된 드라이버(210)를 포함하며, 상기 샤프트(100)에 독립적으로 회전 가능하게 지지되어 회전력을 입력받는 구동부(200)와; 최외곽에 위치하는 허브쉘(310)을 포함하며, 상기 샤프트(100)에 독립적으로 회전 가능하게 지지되어 회전력을 출력시키는 종동부(300)와; 구동측 마찰면(411) 및 종동측 마찰면(412)이 형성되어 상기 샤프트(100)에 고정된 캐리어(440)에 회전 가능하게 지지되되 상기 구동측 마찰면(411)의 최외곽 모선이 상기 샤프트(100)와 평행하도록 경사지게 위치하는 원추 마찰차(410)와, 상기 가이드홈(211)에 안내되어 축방향으로 유동 가능한 동시에 상기 드라이버(210)와 일체로 회전하여 상기 원추 마찰차(410)의 구동측 마찰면(411)에 마찰 접촉하는 구동측 링 마찰차(420)와, 상기 원추 마찰차(410)의 종동측 마찰면(412)에 마찰 접촉하여 상기 종동부(300)에 변속된 회전력을 전달하는 종동측 링 마찰차(430)로 이루어진 변속부(400)와; 변속 조작에 따라 상기 샤프트(100)에 대한 상기 구동측 링 마찰차(420)의 축방향 위치를 변경시키는 제어부(500)로 구성되는 것이 바람직하다.
즉, 본 발명의 무단변속기는 크게 샤프트(100), 구동부(200), 종동부(300), 변속부(400), 그리고 제어부(500)로 구성되어 있다.
먼저, 상기 샤프트(100)는 변속이 요구되는 산업기계, 일반기계, 선박, 자동차, 스쿠터, 자전거, 인력거 등(이하 '주행장치'라 한다)의 몸체에 도 2 및 도 3에 예시한 고정 너트(101)(102) 등의 체결수단에 의해 회전 불가능하게 고정 지지된다.
이때, 상기 샤프트(100)는 축방향 위치에 따라 각기 다른 직경으로 형성되며, 이후에 설명할 제어부(500)의 일부 구성요소가 상기 샤프트(100)의 내부에 배치될 수 있도록 중공축으로 이루어져 있다.
이러한 샤프트(100)는 본 발명의 뼈대를 이루는 것으로, 이하에서 설명할 구성요소들은 상기 샤프트(100)의 외주에 회전 가능하게 혹은 회전 불가능하게 마련되는 것이다.
특히, 상기 샤프트(100)의 중앙은 이후에 설명할 캐리어(440)가 축방향으로 결합하여 회전 불가능하도록 하기 위하여 다양한 형상으로 성형될 수 있으며, 도 8에서는 방사상에 일체로 형성된 치형(110)을 예시하였다.
다음으로 구동부(200) 및 종동부(300)는 상기 샤프트(100)의 외주 상에서 각각 독립적으로 회전 가능하게 마련되는 것으로, 도면상 우측에 위치하는 상기 구동부(200)는 주행장치로부터 인력 또는 전동력 등의 회전력을 본 발명의 무단변속기로 입력받는 구성이며, 도면상 좌측에 위치하는 상기 종동부(300)는 변속된 회전력을 주행장치의 바퀴 등으로 출력시키는 구성에 해당하는 것이다.
여기에서, 도 2 내지 도 4와 같이 상기 구동부(200)의 도면상 우측 내주면에는 상기 샤프트(100)에 결합한 콘 링(cone ring)(103)과, 이러한 콘 링(103)이 분리되지 않도록 상기 샤프트(100)에 체결되는 고정 너트(104)와, 상기 콘 링(103)에 지지되는 구동측 메인 베어링(105)이 마련되어, 상기 구동부(200)는 상기 샤프트(100)의 외주면 상에서 독립적으로 회전 가능하게 지지된다.
이러한 구동부(200)는 원주면 방사상에 다수의 가이드홈(211)이 형성된 드라이버(210)를 포함하며, 이때 상기 드라이버(210)는 대략 도면상 우측이 일부 폐쇄되고 좌측이 개방된 중공체로써, 상기 드라이버(210)의 원주면은 축방향과 나란하게 형성되며, 이러한 원주면을 관통하여 형성된 가이드홈(211) 또한 축방향과 나란하게 형성되고, 상기 가이드홈(211)은 상기 드라이버(210) 원주면의 방사상 등간격을 두고 다수 형성되는 것이 바람직 할 것이다.
도면에는 하나의 드라이버(210)에 10개의 가이드홈(211)이 방사상 등간격을 두고 형성된 것을 예시하였다.
이때, 상기 구동부(200)가 체인을 통해 회전력을 입력받아 상기 드라이버(210)를 회전시키는 것이 가능하도록 스프로켓(220)이 추가로 마련될 수 있다.
그 결과, 상기 스프로켓(220)은 예를 들어 체인과 같은 동력전달수단을 통해 외부로부터 구동력을 입력받아 상기 드라이버(210)를 일체로 회전시킬 수 있는 것이다.
그리고, 상기 샤프트(100)의 최외곽에 위치하는 종동부(300)는 도면상 좌측 내주면에 도 2 내지 도 4와 같이 상기 샤프트(100)에 결합한 콘 링(106)과, 이러한 콘 링(106)이 분리되지 않도록 상기 샤프트(100)에 체결되는 고정 너트(107)와, 상기 콘 링(106)에 지지되는 종동측 메인 베어링(108)이 마련되어, 상기 종동부(300) 또한 상기 샤프트(100)로부터 독립적으로 회전 가능하게 지지된다.
특히, 상기 종동부(300)는 변속된 회전력을 출력시키는 허브쉘(310)을 포함하고 있으며, 이러한 허브쉘(310)은 도면상 좌측이 일부 폐쇄된 대략 원통 형상으로 이루어진 것으로, 그 외주에 바퀴의 살을 연결할 수 있는 다수의 홀(311)이 형성될 수 있으며, 그 내부에 각종 구성요소를 삽입하여 조립할 수 있다.
그리고, 도면부호 109는 상기 구동부(200)의 드라이버(210)와 상기 종동부(300)의 허브쉘(310) 사이에 마련되는 연결 베어링을 나타내는 것으로, 이 연결 베어링(109)에 의해 상기 구동부(200)의 드라이버(210)와 상기 종동부(300)의 허브쉘(310)은 서로 독립적으로 회전할 수 있다.
또한, 도면부호 111은 먼지커버로써, 상기 구동부(200)의 드라이버(210)와 상기 종동부(300)의 허브쉘(310) 사이로 먼지 등의 이물질이 유입되는 것을 방지하게 된다.
다음으로 본 발명에 있어서 핵심을 이루는 변속부(400)에 대하여 설명하기로 한다.
상기 변속부(400)에는 구동측 마찰면(411) 및 종동측 마찰면(412)이 형성된 다수의 원추 마찰차(410)가 마련되며, 상기 구동측 마찰면(411)은 구동력을 입력받는 상기 원추 마찰차(410)의 도면상 우측에 위치하여 이후에 설명할 구동측 링 마찰차(420)와 마찰 접촉하며, 그리고 상기 종동측 마찰면(412)은 종동력을 출력시키는 상기 원추 마찰차(410)의 도면상 좌측에 형성되어 이후에 설명할 종동측 링 마찰차(430)와 마찰 접촉하게 된다.
여기에서, 상기 원추 마찰차(410)의 구동측 마찰면(411)은 상기 원추 마찰차(410)의 지지축(413)을 따라 점차적으로 직경이 변하는 경사면으로 이루어지지만, 상기 종동측 마찰면(412)은 상기 원추 마찰차(410)의 지지축(413)을 기준으로 대략 수직한 소정의 각도로 형성되어 있다.
이와 같이, 상기 종동측 마찰면(412)을 상기 원추 마찰차(410)의 지지축(413)을 기준으로 대략 수직한 소정의 각도로 형성하는 것은 추후에 설명할 마찰 접촉력의 증대를 위한 것이다.
이러한 다수의 원추 마찰차(410)는 상기 샤프트(100)에 고정된 캐리어(440)에 회전 가능하게 지지되며, 도면에는 하나의 캐리어(440)에 6개의 원추 마찰차(410)가 마련된 것을 예시하였다.
이때, 상기 캐리어(440)의 내주면은 도 8에 예시한 바와 같이 상기 샤프트(100)의 치형(110)에 맞물리도록 되어 있어, 상기 캐리어(440)가 상기 샤프트(100)의 외주면에 회전 불가능하게 결합하게 되는 것이다.
그리고, 이러한 캐리어(440)는 방사상 등간격을 이루어 원추 마찰차(410)를 회전 가능하게 경사 지지하게 되며, 이때, 원추 마찰차(410)와 일체로 성형된 지지축(413)은 베어링(414) 및 스냅링(415)을 통해 상기 캐리어(440)에 회전 가능하게 지지된다.
이때, 상기 원추 마찰차(410)가 상기 캐리어(440)에 지지되는 경사각은 상기 원추 마찰차(410)의 구동측 마찰면(411)의 최외곽 모선이 상기 샤프트(100)와 평행하도록 위치하는 것에 특징이 있으며, 이는 이후에 설명할 구동측 링 마찰차(420)가 변속을 위해 축방향으로 이동하더라도 항상 상기 원추 마찰차(410)의 구동측 마찰면(411)과 접촉을 지속적으로 유지하기 위해서이다.
상기 원추 마찰차(410)의 구동측 마찰면(411)과 마찰 접촉하는 구동측 링 마찰차(420)는 상기 드라이버(210)의 가이드홈(211)에 안내되어 축방향으로 유동 가능한 동시에, 상기 드라이버(210)와 일체로 회전하게 된다.
이를 통해, 상기 드라이버(210)의 회전력이 상기 구동측 링 마찰차(420)를 통해 원추 마찰차(410)에 전달되며, 이때, 상기 구동측 링 마찰차(420)와 상기 원추 마찰차(410)의 마찰 접촉 직경에 따라 각기 다른 변속비로 변속이 이루어지게 되는 것이다.
즉, 상기 구동측 링 마찰차(420)의 축방향 위치에 따라 상기 원추 마찰차(410)와 접촉하는 직경이 가변되어 변속이 이루어지게 되는 것이다.
상술한 바와 같이 상기 구동측 링 마찰차(420)의 축방향 위치는 가변 가능한 반면, 종동측 링 마찰차(430)의 위치는 이후에 설명하겠지만 마찰 접촉력의 증대를 위한 미소 변위는 발생하겠지만 기본적으로 축방향을 기준으로 고정된 상태에서 회전만이 이루어진다.
이에 따라, 상기 종동측 링 마찰차(430)는 상기 원추 마찰차(410)의 종동측 마찰면(412)에 접촉하여 회전하되, 항상 일정한 접촉 직경을 유지하게 된다.
그 결과 상기 종동측 링 마찰차(430)는 종동부(300)와 접속되어 변속된 회전력을 단순히 출력시키는 역할을 하며, 변속에 영향을 미치지는 않는다.
이에 따라, 예를 들어, 상기 구동측 링 마찰차(420)의 위치가 도 9에 도시한 바와 같이 도면상 우측으로 이동할 경우, 상기 원추 마찰차(410)에 있어 상기 구동측 링 마찰차(420)의 접촉 직경이 상기 종동측 링 마찰차(430)의 접촉 직경보다 작아지게 됨으로써, 상기 구동측 링 마찰차(420)가 일정한 회전속도로 회전하는 상태에서 상기 원추 마찰차(410)가 보다 빠르게 회전하여 가속 변속이 이루어지게 된다.
그리고, 상기 구동측 링 마찰차(420)의 위치가 도 10에 도시한 바와 같이 도면상 대략 중앙으로 이동할 경우, 상기 원추 마찰차(410)에 있어 상기 구동측 링 마찰차(420)의 접촉 직경이 상기 종동측 링 마찰차(430)의 접촉 직경과 거의 동일하게 유지되어 변속 없이 출력이 이루어지게 된다.
하지만, 상기 구동측 링 마찰차(420)의 위치가 도 11에 도시한 바와 같이 도면상 좌측으로 더 이동할 경우, 상기 원추 마찰차(410)에 있어 상기 구동측 링 마찰차(420)의 접촉 직경이 상기 종동측 링 마찰차(430)의 접촉 직경보다 커지게 됨으로써, 상기 구동측 링 마찰차(420)가 일정한 회전속도로 회전하는 상태에서 상기 원추 마찰차(410)가 보다 느리게 회전하여 감속 변속이 이루어지게 되는 것이다.
이와 같이 구동측 링 마찰차(420)의 축방향 위치 제어에 따라 본 발명의 무단변속기에 있어서 변속부(400)에서 가속으로부터 중속 그리고 감속에 이르는 변속이 무단으로 이루어지게 되며, 상기 구동측 링 마찰차(420)의 축방향 위치 제어에 대해서는 이하 제어부(500)에서 상세히 설명하기로 한다.
이제부터, 상기 구동측 링 마찰차(420)가 어떻게 회전하면서 축방향으로 움직일 수 있는지에 대해서 살펴보기로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 구동측 링 마찰차(420)는 축방향 양측에 각각 마련된 베어링(530)을 매개로 상기 제어부(500)에 회전 가능하게 지지되며, 원주면 방사상에 다수 마련된 가이드 베어링(421)이 상기 가이드홈(211) 내에 위치하여 축방향으로 안내되는 것이 바람직하다.
우선, 상기 구동측 링 마찰차(420)는 도 5 및 도 9 내지 11과 같이, 축방향 양측에 각각 마련된 베어링(530)을 매개로 도면상 좌측의 제1가이드링(540)과 도면상 우측이 제2가이드링(550) 사이에 위치하게 되며, 이러한 제1가이드링(540) 및 제2가이드링(550)은 모두 제어부(500)의 일부로써, 사용자의 변속 조작에 따라 축방향으로는 이동 가능하지만 회전하지는 않는다.
이와 함께, 상기 구동측 링 마찰차(420)의 원주면에는 다수의 가이드 베어링(421)이 방사상 등간격을 두고 마련되며, 이러한 가이드 베어링(421)은 상기 드라이버(210)의 가이드홈(211) 내에 위치하게 되고, 상기 가이드 베어링(421)의 개수는 상기 가이드홈(211)의 개수와 동일하게 10개가 마련된 것을 예시하였다.
도 6과 같이 상기 가이드 베어링(421)은 상기 구동측 링 마찰차(420)의 원주면을 관통하여 삽입되는 체결핀(421a)과, 다수의 롤러(421b) 및 롤러 몸체(421c), 그리고 상기 롤러(421b) 및 상기 롤러 몸체(421c)를 상기 체결핀(421a)에 고정시키는 스냅링(421d)으로 구성될 수 있다.
그 결과, 상기 구동측 링 마찰차(420)는 가이드홈(211)에 안내되는 가이드 베어링(421)을 통해 제어부(500)와 함께 축방향을 따라 이동할 수 있는 동시에, 제1가이드링(540) 및 제2가이드링(550) 사이에서 베어링(530)을 통해 지지되어 원활하게 회전할 수도 있게 된다.
이때, 상기 제1가이드링(540) 및 상기 제2가이드링(550)으로부터 축방향으로 연장된 림 연장부(541)(551)가 별도의 체결수단(560)을 통해 이후에 설명할 제어 몸체(520)에 고정 체결될 것이다.
이에 따라, 상기 제1가이드링(540)의 림 연장부(541) 상에 상기 구동측 링 마찰차(420)의 내주면이 지지된다.
마지막으로, 제어부(500)는 사용자 또는 탑승자의 변속 조작에 따라 상기 샤프트(100)에 대한 상기 구동측 링 마찰차(420)의 축방향 위치를 변경시키는 구성으로써, 변속 레버의 조작에 따라 상기 구동측 링 마찰차(420)를 축방향을 따라 이동시키는 다양한 구성을 적용할 수 있다.
예를 들어, 변속 레버의 조작을 직선 운동으로 변환하여 케이블 등의 기계요소를 통해 직접 전달받는 구성도 가능하며, 중간에 회전 운동을 거쳐 직선 운동으로 변환하는 구성도 가능할 것이다.
그리고, 본 발명에 있어서는 도면에 예시한 바와 같이 상기 제어부(500)는, 변속 조작에 따라 상기 샤프트(100)의 내부에서 축방향으로 이동하는 제어축(510)과; 상기 제어축(510)에 연결되어 일체로 이동 가능하되 상기 구동측 링 마찰차(420)를 회전 가능하게 지지하는 제어 몸체(520)를 포함하는 것이 바람직할 것이다.
이때, 상기 제어축(510)은 변속 조작에 따라 축방향으로 이동하는 것으로, 상기 샤프트(100)의 도면상 우측 중공 내부에 위치하게 된다.
그리고, 상기 제어축(510) 및 상기 제어 몸체(520)에는 각각 체결공이 형성되어 핀(511)을 통해 서로 조립되어 일체로 이동 가능하며, 상기 제어 몸체(520)는 상기 구동측 링 마찰차(420)를 회전 가능하게 지지하는 상기 제1가이드링(540) 및 상기 제2가이드링(550)과 체결수단(560)을 통해 조립됨으로써, 상기 제어축(510), 상기 제어 몸체(520), 그리고 상기 구동측 링 마찰차(420)는 변속 조작에 따라 함께 축방향으로 이동할 수 있는 것이다.
여기에서, 도 5와 같이 상기 제어 몸체(520)는 상기 제1가이드링(540) 및 제2가이드링(550)과 체결하기 위한 암(521)이 방사상으로 연장되어 있으며, 이러한 다수의 암(521)은 상술한 원추 마찰차(410)들 사이로 별도의 간섭 없이 상기 제1가이드링(540) 및 제2가이드링(550)을 지지하게 된다.
이를 통해, 상기 제어축(510)의 이동에 따라 상기 구동측 링 마찰차(420)가 함께 축방향으로 이동하면서 상기 원추 마찰차(410)와의 접촉 직경이 가변될 수 있는 것이다.
이때, 상기 샤프트(100)에는 상기 핀(511)이 관통하여 축방향으로만 이동할 수 있도록 안내할 뿐 아니라 최대 이동량을 제한할 수 있도록 도 8과 같이 슬롯(112)이 형성되는 것이 바람직하다.
즉, 상기 슬롯(112)의 형성 길이로 상기 제어축(510)의 최대 이동 범위가 제한될 수 있는 것이다.
추가적으로, 미도시한 코일스프링인 리턴스프링을 부가하여 상기 제어축(510)이 도면상 우측으로 이동하도록 탄성 지지할 수도 있다.
그 결과, 상기 제어축(510)은 별도의 변속 조작이 없을 경우, 상기 리턴스프링에 의해 도면상 우측으로 이동한 상태를 유지하고, 변속 조작에 따라 상기 리턴스프링이 압축되면서 상기 제어축(510)이 도면상 좌측으로 이동하도록 할 수도 있는 것이다.
상술한 본 발명의 실시예를 통해 보다 간단한 구조의 무단변속기를 구현하는 것이 가능한 것이다.
추가적으로, 본 발명에 있어서 상기 구동측 링 마찰차(420)와 상기 원추 마찰차(410) 상호간 및 상기 원추 마찰차(410)와 상기 종동측 링 마찰차(430) 상호간의 마찰 접촉력을 상승시키는 구성에 대해 이하 설명하기로 한다.
본 발명에 있어서, 도 2 및 도 3과 같이 상기 변속부(400)의 종동측 링 마찰차(430)와 상기 종동부(300)의 허브쉘(310) 사이에는 클러치 몸체(320)를 사이에 두고 축방향 일방향 클러치(330) 및 반경방향 일방향 클러치(340)가 마련되되, 상기 축방향 일방향 클러치(330)는 상기 클러치 몸체(320)를 기준으로 상기 종동측 링 마찰차(430)가 이격되도록 힘을 가하여, 상기 종동측 링 마찰차(430)와 상기 원추 마찰차(410) 상호 간의 마찰력을 증대시키는 것이 바람직할 것이다.
우선, 상기 변속부(400)의 종동측 링 마찰차(430)와 상기 종동부(300)의 허브쉘(310) 사이에는 클러치 몸체(320)가 추가로 마련되어, 상기 클러치 몸체(320)는 별도의 베어링(370)을 통해 상기 샤프트(100)의 외주면 상에서 독립적으로 회전 가능하게 지지되며, 상기 클러치 몸체(320)와 상기 허브쉘(310) 사이에는 반경방향 일방향 클러치(340)가 마련된다.
이때, 도 7의 도면부호 113은 상기 베어링(370)을 상기 샤프트(100)에 고정하기 위한 고정 너트이다.
여기에서 상기 반경방향 일방향 클러치(340)는 오직 일방향으로만 회전력을 전달하는 기계요소로써, 도 7에 도시한 바와 같이 상기 클러치 몸체(320)에 형성되는 출력측 일방향 경사 요홈(341)과, 상기 출력측 일방향 경사 요홈(341) 내에 위치하는 다수의 롤러(342)와, 상기 다수의 롤러(342)를 회전 가능하게 지지하는 케이지(343)와, 상기 허브쉘(310)의 내주면에 연결된 외륜(344)으로 구성된다.
그 결과, 상기 반경방향 일방향 클러치(340)는 그 내측에 위치하는 클러치 몸체(320)의 회전 속도가 외측에 위치하는 외륜(344)의 회전 속도보다 빠를 경우, 롤러(342)가 상기 클러치 몸체(320)에 형성된 출력측 일방향 경사 요홈(341)과 상기 외륜(344)의 내주면 사이에 맞물리게 됨으로써, 내측에 위치하는 클러치 몸체(320)의 회전력을 외측에 위치하는 외륜(344)을 통해 허브쉘(310)로 전달하게 된다.
반면에, 상기 반경방향 일방향 클러치(340)의 내측에 위치하는 클러치 몸체(320)의 회전 속도가 외측에 위치하는 외륜(344)의 회전 속도보다 느릴 경우, 상기 롤러(342)는 단순히 출력측 일방향 경사 요홈(341) 내에 위치하게 됨으로써, 내측에 위치하는 클러치 몸체(320)의 회전력을 외측에 위치하는 외륜(324)으로 전달하지는 못하게 되는 것이다.
따라서, 변속부(400)에서 변속된 종동력의 회전속도가 주행장치의 바퀴 회전속도보다 빠를 경우에만 종동력의 출력이 이루어지며, 만약 관성주행 시 또는 내리막길 같이 주행장치의 바퀴 회전속도가 변속부(400)에서 변속된 종동력의 회전속도보다 빠를 경우에는 오버 러닝(over running)에 의해 공회전하여 허브쉘(310)의 회전이 본 발명의 무단변속기 내부로 역입력 되지는 않게 됨으로써, 본 발명의 무단변속기는 역입력 방지 기능을 가지게 된다.
다음으로, 상기 축방향 일방향 클러치(330)는 상기 종동측 링 마찰차(430)와 상기 클러치 몸체(320) 사이에 마련된다.
이러한 축방향 일방향 클러치(330)는 상술한 반경방향 일방향 클러치(340)와 유사한 구조를 가지지만, 그 방향성에 차이가 있다.
즉, 상기 반경방향 일방향 클러치(340)는 출력측 일방향 경사 요홈(341)이 클러치 몸체(320)의 외주면에 형성되고 롤러(342)가 축방향과 나란하게 배열되는 반면, 도 7과 같이 상기 축방향 일방향 클러치(330)는 일방향 경사 요홈(331)이 종동측 링 마찰차(430)의 일측면에 형성되고 이에 대향하여 상기 클러치 몸체(320)에도 출력측 일방향 경사 요홈(341)이 형성된 반대편에 별도의 입력측 일방향 경사 요홈(332)이 형성되며 다수의 롤러(333)가 샤프트(100)를 기준으로 반경방향으로 배열되어 있다.
그 결과, 회전력이 전달되지 않는 상태에서는 상기 축방향 일방향 클러치(330)의 롤러(333)가 상기 종동측 링 마찰차(430)의 일방향 경사 요홈(331)과 상기 클러치 몸체(320)의 입력측 일방향 경사 요홈(332) 사이공간 내에 위치하지만, 회전력의 전달에 따라 롤러(333)가 상기 종동측 링 마찰차(430)의 일방향 경사 요홈(331)과 상기 클러치 몸체(320)의 입력측 일방향 경사 요홈(332) 사이에 맞물릴 경우에는 상기 클러치 몸체(320)를 기준으로 상기 종동측 링 마찰차(430)가 도면상 우측으로 이격되도록 힘을 가하게 되는 것이다.
이에 따라, 상기 종동측 링 마찰차(430)와 상기 원추 마찰차(410) 상호간의 마찰 접촉력이 상승하며, 그 결과 상기 원추 마찰차(410)는 지지축(413)을 따라 도면상 우측 상방향으로 이동하려는 힘을 받게 됨으로써, 상기 원추 마찰차(410)와 구동측 링 마찰차(420) 상호간의 마찰 접촉력 또한 함께 증대시키게 되는 것이다.
이에 추가적으로, 상기 클러치 몸체(320)와 상기 종동측 링 마찰차(430) 사이에는 탄성 지지부재가 마련되어 상기 축방향 일방향 클러치(330)가 종동측 링 마찰차(430)를 이격시키지 않은 초기 상태에서도 상기 종동측 링 마찰차(430)와 상기 원추 마찰차(410) 상호간 및 상기 원추 마찰차(410)와 상기 구동측 링 마찰차(420) 상호간에 기본적인 마찰 접촉력을 유지하는 것이 바람직할 것이다.
본 발명의 실시예에서는 상기 탄성 지지부재의 일예로 와셔(350) 및 경사진 단면을 갖는 원형의 판스프링(360)을 마련한 것으로 예시하였다.
이하, 도 1 내지 도 11을 참조하여 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 무단변속기는 주행장치에 마련되어 변속 조작에 따라 무단으로 변속을 실시하게 되며, 각각의 변속을 구분하여 설명하면 다음과 같다.
- 가속 상태
가속 상태는 별도의 변속 조작이 없어 미도시한 리턴스프링 등의 구성요소에 의해 제어부(500)의 제어축(510), 제어 몸체(520), 그리고 구동측 링 마찰차(420)가 도 9와 같이 도면상 우측으로 이동한 상태이다.
이때, 상기 구동측 링 마찰차(420)는 드라이버(210)에 형성된 가이드홈(211) 내에서 가이드 베어링(421)에 의해 부드럽게 안내된다.
이러한 상태에서, 체인 등의 동력전달수단을 통해 구동부(200)의 스프로켓(220)에 회전력이 전달되면, 전달된 회전력은 드라이버(210)를 통해 구동측 링 마찰차(420)를 회전시키게 된다.
이때, 상기 구동측 링 마찰차(420)는 상기 제어 몸체(520)에 베어링(530)을 통해 회전 가능하게 지지된 상태이다.
변속부(400)의 상기 구동측 링 마찰차(420)가 회전하면, 이 구동측 링 마찰차(420)의 내주면이 원추 마찰차(410)의 구동측 마찰면(411)과 접촉하여 상기 원추 마찰차(410)가 샤프트(100)에 고정된 캐리어(440) 상에서 지지축(413)을 중심으로 회전하게 된다.
이러한 원추 마찰차(410)의 회전력은 종동측 마찰면(412)을 통해 종동측 링 마찰차(430)로 전달되어 상기 종동측 링 마찰차(430)를 회전시킨다.
이때, 상기 구동측 링 마찰차(420)와 상기 원추 마찰차(410)간의 마찰 접촉력 및 상기 원추 마찰차(410)와 상기 종동측 링 마찰차(430)간이 마찰 접촉력은 기본적으로 탄성 지지부재에 기초한 것으로, 이러한 탄성 지지부재 중 일예인 판스프링(360)은 클러치 몸체(320)에 와셔(350)를 통해 지지된다.
하지만, 상술한 바와 같이 상기 종동측 링 마찰차(430)가 회전하기 시작하면 축방향 일방향 클러치(330)에 의해 클러치 몸체(320)로부터 상기 종동측 링 마찰차(430)가 이격되면서 더욱 높은 마찰 접촉력을 제공하게 되어 미끄러짐 없이 회전력을 전달할 수 있게 된다.
이와 같이, 구동측 링 마찰차(420)의 회전력이 원추 마찰차(410)로 전달될 때, 종동측 링 마찰차(430)가 원추 마찰차(410)의 종동측 마찰면(412)에 접촉하는 직경에 비해 상기 구동측 링 마찰차(420)가 상기 원추 마찰차(410) 구동측 마찰면(411)에 접촉하는 직경이 작기 때문에 가속 변속이 이루어지게 되는 것이다.
이후, 상기 원추 마찰차(410)의 회전력은 종동측 링 마찰차(430)를 통해 종동부(300)로 전달되며, 종동부(300)에서는 상기 축방향 일방향 클러치(330), 클러치 몸체(320), 그리고 반경방향 일방향 클러치(340)를 통해 허브쉘(310)로 전달되어 출력될 것이다.
이러한 허브쉘(310)의 회전은 주행장치의 바퀴 등으로 전달되어 주행장치의 구동원으로 사용된다.
이때, 상기 반경방향 일방향 클러치(340)에 있어서, 변속부(400)에서 변속된 회전속도가 허브쉘(310)의 회전속도 보다 빠른 경우, 변속된 회전력이 상기 반경방향 일방향 클러치(340)를 통해 출력되는 반면, 내리막길 또는 관성 주행 시와 같이 변속된 회전속도가 허브쉘(310)의 회전속도 보다 느린 경우에는 상기 반경방향 일방향 클러치(340)의 오버 러닝에 의해 공회전하여 역입력 되지는 않게 된다.
그 결과, 구동부(200)의 회전 속도는 변속부(400)에서 가속되어 종동부(300)로 출력되는 것이다.
- 중속(변속이 없는) 상태
중속 상태는 변속 조작에 의해 제어부(500)의 제어축(510), 제어 몸체(520), 그리고 구동측 링 마찰차(420)가 도 10과 같이 도면상 중앙으로 이동한 상태이다.
이러한 상태에서, 회전력을 전달 순서는 앞서 설명한 가속 상태와 모두 동일하므로 중복 설명은 생략하기로 한다.
다만, 구동측 링 마찰차(420)의 회전력이 원추 마찰차(410)로 전달될 때, 종동측 링 마찰차(430)가 원추 마찰차(410)의 종동측 마찰면(412)에 접촉하는 직경과 상기 구동측 링 마찰차(420)가 상기 원추 마찰차(410) 구동측 마찰면(411)에 접촉하는 직경이 거의 동일하기 때문에 별도의 변속이 이루어지지 않게 되는 것이다.
그 결과, 구동부(200)의 회전 속도는 변속부(400)에서 변속 없이 종동부(300)로 출력되는 것이다.
- 감속 상태
감속 상태는 변속 조작에 의해 제어부(500)의 제어축(510), 제어 몸체(520), 그리고 구동측 링 마찰차(420)가 도 11과 같이 도면상 좌측으로 이동한 상태이다.
이러한 상태에서, 회전력을 전달 순서는 앞서 설명한 가속 상태 및 중속 상태와 모두 동일하므로 중복 설명은 생략하기로 한다.
다만, 구동측 링 마찰차(420)의 회전력이 원추 마찰차(410)로 전달될 때, 종동측 링 마찰차(430)가 원추 마찰차(410)의 종동측 마찰면(412)에 접촉하는 직경에 비해 상기 구동측 링 마찰차(420)가 상기 원추 마찰차(410) 구동측 마찰면(411)에 접촉하는 직경이 크기 때문에 감속 변속이 이루어지게 되는 것이다.
그 결과, 구동부(200)의 회전 속도는 변속부(400)에서 감속된 후 종동부(300)로 출력되는 것이다.
따라서, 본 발명의 무단변속기는 기본적으로 종동측 링 마찰차(430)와 원추 마찰차(410)의 접촉 직경이 일정하게 유지되는 상태에서, 구동측 링 마찰차(420)와 원추 마찰차(410)의 접촉 직경만을 가변시켜 변속을 무단으로 실시함으로써, 종래에 유성기어세트를 이용한 다단변속기에서 발생하던 변속 충격이나 부하 구동 상태에서의 변속 불능 현상이 전혀 발생치 않을 뿐 아니라, 기존에 원추 마찰차를 구비한 무단변속기에 비해 보다 간단한 구조로 변속을 구현할 수 있다는 탁월한 이점을 가지게 된다.
이와 더불어, 회전력이 전달되지 않는 상태에는 기본적으로 판스프링(360)과 같은 탄성 지지부재에 의해 구동측 링 마찰차(420)와 원추 마찰차(410) 사이 및 원추 마찰차(410)와 종동측 링 마찰차(430) 사이에 마찰 접촉력이 작용하며, 회전력이 일단 전달되기 시작하면 축방향 일방향 클러치(330)에 의해 보다 높은 마찰 접촉력을 생성시킴으로써, 미끄러짐에 의한 동력 손실 없이 높은 변속 성능을 가진다는 탁월한 이점을 지닌 발명인 것이다.
상기 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구체적으로 설명하기 위한 일례로서, 본 발명의 범위는 상기의 도면이나 실시예에 한정되지 않는다.
100 : 샤프트 101, 102, 104, 107, 113 : 고정 너트
103, 106 : 콘 링 105 : 구동측 메인 베어링
108 : 종동측 메인 베어링 109 : 연결 베어링
110 : 치형 111 : 먼지커버
112 : 슬롯 200 : 구동부
210 : 드라이버 211 : 가이드홈
220 : 스프로켓 300 : 종동부
310 : 허브쉘 311 : 홀
320 : 클러치 몸체 330 : 축방향 일방향 클러치
331 : 일방향 경사 요홈 332 : 입력측 일방향 경사 요홈
333 : 롤러 340 : 반경방향 일방향 클러치
341 : 출력측 일방향 경사 요홈 342 : 롤러
343 : 케이지 344 : 외륜
350 : 와셔 360 : 판스프링
370 : 베어링 400 : 변속부
410 : 원추 마찰차 411 : 구동측 마찰면
412 : 종동측 마찰면 413 : 지지축
414 : 베어링 415 : 스냅링
420 : 구동측 링 마찰차 421 : 가이드 베어링
421a : 체결핀 421b : 롤러
421c : 롤러 몸체 421d : 스냅링
430 : 종동측 링 마찰차 440 : 캐리어
500 : 제어부 510 : 제어축
511 : 핀 520 : 제어 몸체
521 : 암 530 : 베어링
540 : 제1가이드링 541, 551 : 림 연장부
550 : 제2가이드링 560 : 체결수단

Claims (5)

  1. 차체에 고정되는 샤프트와;
    원주면 방사상에 다수의 가이드홈이 형성된 드라이버를 포함하며, 상기 샤프트에 독립적으로 회전 가능하게 지지되어 회전력을 입력받는 구동부와;
    구동측 마찰면 및 종동측 마찰면이 형성되어 상기 샤프트에 고정된 캐리어에 회전 가능하게 지지되되 상기 구동측 마찰면의 최외곽 모선이 상기 샤프트와 평행하도록 경사지게 위치하는 원추 마찰차와, 상기 가이드홈에 안내되어 축방향으로 유동 가능한 동시에 상기 드라이버와 일체로 회전하여 상기 원추 마찰차의 구동측 마찰면에 마찰 접촉하는 구동측 링 마찰차와, 상기 원추 마찰차의 종동측 마찰면에 마찰 접촉하여 종동부에 변속된 회전력을 전달하는 종동측 링 마찰차로 이루어진 변속부와;
    최외곽에 위치하는 허브쉘과, 상기 종동측 링 마찰차에 형성되는 일방향 경사 요홈과 이에 대향하여 형성되는 입력측 일방향 경사 요홈과 상기 샤프트를 기준으로 반경방향으로 배열된 다수의 롤러로 이루어져 회전력의 전달에 따라 상기 롤러가 상기 일방향 경사 요홈과 상기 입력측 일방향 경사 요홈 사이에서 맞물려 상기 종동측 링 마찰차에 힘을 가하여 상기 종동측 링 마찰차와 상기 원추 마찰차 상호 간의 마찰력을 강제적으로 증대시키는 축방향 일방향 클러치를 포함하며, 상기 샤프트에 독립적으로 회전 가능하게 지지되어 회전력을 출력시키는 종동부와;
    변속 조작에 따라 상기 샤프트에 대한 상기 구동측 링 마찰차의 축방향 위치를 변경시키는 제어부로 구성되는 것을 특징으로 하는 무단변속기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 구동측 링 마찰차는 축방향에 마련된 베어링을 매개로 상기 제어부에 회전 가능하게 지지되며, 원주면 방사상에 다수 마련된 가이드 베어링이 상기 가이드홈 내에 위치하여 축방향으로 안내되는 것을 특징으로 하는 무단 변속기.
  3. 제2항에 있어서, 상기 변속부의 종동측 링 마찰차와 상기 종동부의 허브쉘 사이에는 클러치 몸체를 사이에 두고 축방향 일방향 클러치 및 반경방향 일방향 클러치가 마련되어, 상기 축방향 일방향 클러치는 상기 클러치 몸체를 기준으로 상기 종동측 링 마찰차가 이격되도록 힘을 가하는 것을 특징으로 하는 무단 변속기.
  4. 제3항에 있어서, 상기 클러치 몸체와 상기 종동측 링 마찰차 사이에는 탄성 지지부재가 마련되는 것을 특징으로 하는 무단 변속기.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제어부는,
    변속 조작에 따라 상기 샤프트의 내부에서 축방향으로 이동하는 제어축과;
    상기 제어축에 연결되어 일체로 이동 가능하되 상기 구동측 링 마찰차를 회전 가능하게 지지하는 제어 몸체를 포함하는 것을 특징으로 하는 무단변속기.
KR1020140122609A 2014-09-16 2014-09-16 무단변속기 KR101552179B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140122609A KR101552179B1 (ko) 2014-09-16 2014-09-16 무단변속기

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140122609A KR101552179B1 (ko) 2014-09-16 2014-09-16 무단변속기

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101552179B1 true KR101552179B1 (ko) 2015-09-10

Family

ID=54247963

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140122609A KR101552179B1 (ko) 2014-09-16 2014-09-16 무단변속기

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101552179B1 (ko)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003227556A (ja) 2002-02-05 2003-08-15 Ntn Corp コーン型無段変速機

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003227556A (ja) 2002-02-05 2003-08-15 Ntn Corp コーン型無段変速機

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100869557B1 (ko) 무체인 자전거용 동력전달장치
US9090312B2 (en) Continuously variable bicycle transmission
JP5977895B2 (ja) ハブ内蔵型の多段変速機
US9005068B2 (en) Continuously variable bicycle transmission mechanism and bicycle hub
CN102317649B (zh) 无级变速器
JP2015527557A5 (ko)
JP6599013B2 (ja) モーター用変速機
CN205278337U (zh) 自动变速器
KR101393553B1 (ko) 무단변속기
US20170030436A1 (en) Continuously variable transmission
CN107250605B (zh) 加速减速齿轮装置
KR101675383B1 (ko) 아이들 제어가 가능한 듀얼 일방향 클러치 및 이를 구비한 변속기
EP2697538B1 (en) Power transmission apparatus
KR101552179B1 (ko) 무단변속기
KR102147025B1 (ko) 자전거용 무단변속장치
KR20150029223A (ko) 무한 변속기
KR20100055352A (ko) 무단 변속기
KR101344376B1 (ko) 능동형 자동 변속기
CN108138926A (zh) 三速摩托车变速器
KR101807003B1 (ko) 2단 변속장치
US4408502A (en) Traction roller transmission
KR20020089678A (ko) 무단변속장치
WO2014120031A1 (en) Variable ratio transmission element and system comprising the variable ratio transmission element
WO2018194003A1 (ja) 無段変速機
JPH08121566A (ja) 無段変速装置

Legal Events

Date Code Title Description
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180806

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190808

Year of fee payment: 5